„Обучавайки другите, човек двойно се учи.“

Първия МИСЗ от четвърто поколение от серията GOES било планирано да бъде изведен в орбита през октомври 2016 г. Предвиждали се четири апарата от дадения тип – GOES 16-19 (R-U). На GOES-16 (R) се планирало да бъде установена следната научна апаратура:

– разширен базов топловизор ABI (Advanced Baseline Imager) – основен инструмент на борда GOES-R, който се използва за визуализация на времето. Той получава три път повече спектрална информация, неговото пространствено разрешение е четири пъти по-добро, а времевия обхват е увеличен на повече от 5 пъти в сравнение с предишни спътници на GOES. Инструментът ABI получава информация в 16 спектрални канала: два видими с пространствено разрешение в 1 км и десет инфрачервени канали с разрешение в 2 км;

– датчик за енергетическа осветеност в крайния ултравиолетов/ рентгенов диапазон EXIS (Extreme Ultraviolet / X-Ray Irradiance Sensor), който се използва за изучаване на влиянието на космическото излъчване на земната атмосфера и на времето. Освен това, EXIS е в състояние да открие слънчеви изригвания, оказващи влияние на връзките и навигацията. Датчикът EXIS се намира на специална платформа, насочена към Слънцето (с маса 30 кг, мощност 40 Вт, скоростта на предаване на данните в Х- диапазона е 7,2 кбит/с, скоростта на предаване на данни в L- диапазона е 0,9 кбит/с). Основната задача на прибора е – изучаване на въпросите, свързани с изменчивостта на слънчевата активност;

– геостационарен картограф мълния GLM (Geostationary Lightning Mapper) – инструмент за наблюдение на атмосферното електричество, мълниите и т.н.;

– апаратура за измерване на заредените частици в магнитното поле по външната част на магнитосферата MAG (Magnetometer )/ (магнитометър);

– комплект от четири датчика за наблюдение на протоните, електроните и потоците на тежки нано частици, предназначени за определяне на радиационната опасност за космонавтите и спътниците SEISS (Space Environmental In-Situ Suite);

– телескоп, който ще наблюдава за Слънцето в крайния ултравиолетов спектрален диапазон SUVI (Solar Ultraviolet Imager). Инструмента ще изучава активните области на Слънцето, където често се образуват слънчеви изригвания, които могат да доведат до коронарно изхвърляне на маси и отрицателно да повлияе на Земята.

Полярните орбитални спътници за наблюдение на обкръжаващата среда POES се извеждат на циклична слънчево синхронна орбита, и тяхната височина обикновено се колебае от 700 до 800 км с орбитални периоди 98-102 мин (рис. 3).

Рис. 3. Орбита на спътниците POES.

Спътниковите изображение, получени от последователни орбити, препокриващи се едно друго, осигуряват глобален ежедневен обхват на територия. Основните тактико технически характеристики на МИСЗ на NOAA (рис. 4) са представени в табл. 1.

Ще разгледаме характеристиките на комплекса от бордова апаратура, установена на МИСЗ от серията на NOAA.

Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/3) – 6 канален радиометър с високо пространствено разрешение за полученото изображение във видимия / инфрачервен (ИК) диапазон, предназначен за измерване на облачното покритие, температурата на повърхността на морето и характеристиките на ледената, снежната и растителната покривка.

Рис. 4. Външен вид на МИСЗ от серията NOAA.

High Resolution Infrared Radiation Sounder (HRIRS/4) – атмосферен инфрачервен радиометър с високо разрешение за измерване на вертикален профил на температурата и влажността, температурата на повърхността, параметри за облачността и съдържанието на озон в атмосферата. 19 ИК канали (3,8-15 мкм) и 1 канал във видимия диапазон.

Таблица 1.

Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-A [A1 и A2]) – многоканален СВЧ радиометър за сондиране на температурата във всякакви атмосферни условия, имащ 15 канала в диапазона от 23 до 90 гХц.

Microwave Humidity Sounder (MHS) – само настройващ се 5 канален микровълнов радиометър, предназначен за сбор на информация за съдържанието на водна пара в атмосферата.

Advanced Data Collection System (ADCS/2) – система за сбор на данни от платформите и предаването им на космическия апарат.

Search And Rescue (SAR) – СВЧ – УВЧ – апаратура на системата COSRAS – SARSAT за търсене и спасяване, състояща се от предавател SARR Search and Rescue Repeater), обработчик на сигнали SARR (Search And Rescue Processor) и антена SRA (Search And Rescue Receiving Antenna) за откриване на търпящите бедствие кораби и самолети по сигнали на автоматически радио буйове ELT (Emergency Locator Transmitters) и радио маяци EPIRBs (Emergency Position Indicating Radio Beacons).

Многоканален спектрометър за заредени частици (SEM) се използва за измерване на състава на радиационните пояси на Земята и плътността на потока на слънчеви частици. Той включва модул за обработка на данни PDU и два сензора – детектор за сумарната енергия TED (протони и електрони в диапазона 0,05-20 кеВ) и детектор за протони и електрони със средна енергия MEPED, осигуряващ класификация на частиците по тип направление на полето и енергията (30-6900 кеВ за протони, 30-300 кеВ за електрони).

Сравнителни характеристики на радиометрите са представени в табл. 2.

Данните от полярно орбиталните спътници на NOAA се използват за различни видове прогнози за времето, за мониторинг на атмосферата и атмосферни явления, а също за осигуряване на безопасност на полетите (в това число за откриване на облаци от вулканична пепел) и безопасност на водния транспорт (мониторинг и прогнозиране на ледовата обстановка) (рис.5). Данните, получени от спътниците се натрупват в бордово запаметяващо устройство, а след това се предават в центровете за прием на данни – Fairbanks (САЩ Аляска) и Wallops Island (САЩ Виржиния).

Рис. 5. Снимка, направена от спътник NOAA-19 на 20 март 2016 г.

Към 2012 г. САЩ са въвели в експлоатация 18 ниско орбитални метеорологични спътника NOAA и 14 геостационарни спътника GOES. Европейското космическо агентство е въвело в експлоатация 9 спътника Meteosat първо и второ поколение. Това позволило САЩ и ЕКА да вземат решение за начало на разработка на метеорологични геостационарни спътника от трето поколение, в конструкцията на които намерили отражение методическите и технологични достижения, базиращи се на резултатите от работата от предишни години. В състава на тези системи ще влязат КА от типа GOES-R, MTG и спътници NPOESS, MetOp. Дотолкова, доколкото САЩ разглеждат Световния океан като ключ към националната безопасност, нивото и мащаба на провеждане на научните изследвания на океана и атмосферата се отнасят към националните приоритети.

Съвременните задгранични метеорологични спътници от трето поколение в съответствие с плановете за тяхната разработка трябва да осигуряват потребителите с материали до 2027 г.